Question

【题目】如图所示，大量质量为m、电荷量为＋q的粒子，从静止开始经极板A、B间加速后，沿中心线方向陆续进入平行极板C、D间的偏转电场，飞出偏转电场后进入右侧的有界匀强磁场，最后从磁场左边界飞出。已知A、B间电压为U0；极板C、D长为L，间距为d；磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场的左边界与C、D右端相距L，且与中心线垂直。假设所有粒子都能飞出偏转电场，并进入右侧匀强磁场，不计粒子的重力及相互间的作用，则：

(1)求粒子在偏转电场中运动的时间t；

(2)求能使所有粒子均能进入匀强磁场区域的偏转电压的最大值U；

(3)接第(2)问，当偏转电压为U/2时，求粒子进出磁场位置之间的距离。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】试题分析：（1）粒子在AB间加速，有（2分）

又粒子在偏转电场中，水平方向： （2分）

所以： （1分）

（2）当粒子擦着偏转极板边缘飞出时，偏转电压最大即（2分）

又（1分）

且（1分）

代入第（1）问数据得： （2分）

（3）设粒子进入偏转电场时速度为v0，离开偏转电场时速度为v，速度v的偏向角为θ，在磁场中轨道半径为r

粒子离开偏转电场时， （1分）

在匀强磁场中： （2分）

粒子进出磁场位置之间的距离（1分）

解得（2分）

说明：该结果与偏转电压U无关